1、淺談壓裂工藝淺談壓裂工藝單單 位：湖北中油科昊機(jī)械制造有限公司位：湖北中油科昊機(jī)械制造有限公司主講人：付主講人：付 祥祥日日 期：期：20152015年年8 8月月主講提綱主講提綱四、壓后管理評價四、壓后管理評價一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識二、壓裂儲層評價二、壓裂儲層評價三、壓裂設(shè)計優(yōu)化三、壓裂設(shè)計優(yōu)化壓裂是怎么回事？壓裂是怎么回事？一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識利用液體傳遞壓力在地層巖石中形成人工裂縫。利用液體傳遞壓力在地層巖石中形成人工裂縫。液體連續(xù)注入使得人工裂縫變得更大。液體連續(xù)注入使得人工裂縫變得更大。液體將高強(qiáng)度的固體顆粒（支撐劑）帶入并充填裂縫。液體將高強(qiáng)度

2、的固體顆粒（支撐劑）帶入并充填裂縫。施工結(jié)束，液體返排，支撐劑留在裂縫中，形成高流通能力的油氣通施工結(jié)束，液體返排，支撐劑留在裂縫中，形成高流通能力的油氣通道，并擴(kuò)大油氣的滲流面積。道，并擴(kuò)大油氣的滲流面積。水力裂縫生長過程水力裂縫生長過程一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識1、巖石力學(xué)相關(guān)知識、巖石力學(xué)相關(guān)知識一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識1）巖石的泊松比）巖石的泊松比 當(dāng)巖石受到壓應(yīng)力時當(dāng)巖石受到壓應(yīng)力時,在彈性范圍內(nèi)在彈性范圍內(nèi),巖石側(cè)向應(yīng)變和軸向應(yīng)變的比巖石側(cè)向應(yīng)變和軸向應(yīng)變的比值稱之為泊松比值稱之為泊松比,單位單位:無因次。無因次。1、巖石力學(xué)相關(guān)知識、巖石力學(xué)相關(guān)知識

3、一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識2）巖石的彈性模量）巖石的彈性模量 當(dāng)巖石受到拉應(yīng)力或壓應(yīng)力時當(dāng)巖石受到拉應(yīng)力或壓應(yīng)力時,軸向應(yīng)力與應(yīng)變的比值為一常數(shù)軸向應(yīng)力與應(yīng)變的比值為一常數(shù)E（A到到B),這個常數(shù)稱之為巖石彈性模量這個常數(shù)稱之為巖石彈性模量(應(yīng)力和應(yīng)變成線性關(guān)系應(yīng)力和應(yīng)變成線性關(guān)系),單位單位MPa。2、相關(guān)壓力概念、相關(guān)壓力概念一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識1）破裂壓力）破裂壓力 使地層產(chǎn)生水力裂縫或張開原有裂縫時井底流體壓力。使地層產(chǎn)生水力裂縫或張開原有裂縫時井底流體壓力。2）破裂壓力梯度）破裂壓力梯度 破裂壓力和深度的比值稱之為破裂壓力梯度，單位破裂壓力和深度的比

4、值稱之為破裂壓力梯度，單位MPa/m。HPF影響因素：影響因素：u最小水平地應(yīng)力及地應(yīng)力非均勻性；最小水平地應(yīng)力及地應(yīng)力非均勻性；u滲透性，孔隙度，泊松比，抗拉強(qiáng)度，孔隙壓力；滲透性，孔隙度，泊松比，抗拉強(qiáng)度，孔隙壓力；u地層孔隙連通性的系數(shù)；地層孔隙連通性的系數(shù)；破裂壓力的作用破裂壓力的作用一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識u地層破裂壓力是確定井下管柱、井下工具、井口裝置壓力極限地層破裂壓力是確定井下管柱、井下工具、井口裝置壓力極限的主要依據(jù)；的主要依據(jù)；u根據(jù)破裂壓力可以確定壓裂施工時的最高地面泵壓、泵注排量根據(jù)破裂壓力可以確定壓裂施工時的最高地面泵壓、泵注排量以及需用設(shè)備功率。以及

5、需用設(shè)備功率。u地應(yīng)力大（井深）；非均勻性弱（高溫高壓下塑性強(qiáng)，泊松比地應(yīng)力大（井深）；非均勻性弱（高溫高壓下塑性強(qiáng)，泊松比大）大）, ,地層破裂壓力高。地層破裂壓力高。u地層滲透性低，破裂壓力高，高滲透和非滲透層間的破裂壓力地層滲透性低，破裂壓力高，高滲透和非滲透層間的破裂壓力差值可達(dá)差值可達(dá)3030以上。以上。u地層塑性大，可變形性強(qiáng)，不易壓裂。地層塑性大，可變形性強(qiáng)，不易壓裂。地層破裂壓力高的原因地層破裂壓力高的原因2、相關(guān)壓力概念、相關(guān)壓力概念3 3）延伸壓力）延伸壓力 水力裂縫在長寬高三個方向擴(kuò)展所需縫內(nèi)流體壓力。一般它比閉合水力裂縫在長寬高三個方向擴(kuò)展所需縫內(nèi)流體壓力。一般它比閉合

6、壓力大壓力大, ,且與裂縫大小急壓裂施工有關(guān)且與裂縫大小急壓裂施工有關(guān), ,單位單位MPaMPa。一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識2、相關(guān)壓力概念、相關(guān)壓力概念地面延伸壓力計算井底延伸壓力：地面延伸壓力計算井底延伸壓力：瞬時停泵壓力計算井底延伸壓力：瞬時停泵壓力計算井底延伸壓力：4 4）閉合壓力閉合壓力 開始張開一條已存在的裂縫開始張開一條已存在的裂縫所需流體壓力或是裂縫恰好保持所需流體壓力或是裂縫恰好保持不閉合所需的流體壓力。這一壓不閉合所需的流體壓力。這一壓力與地層中垂直于裂縫面上的最力與地層中垂直于裂縫面上的最小主應(yīng)力大小相等方向相反。閉小主應(yīng)力大小相等方向相反。閉合壓力小于開始

7、形成裂縫所需破合壓力小于開始形成裂縫所需破裂壓力裂壓力, ,并始終小于裂縫延伸壓力并始終小于裂縫延伸壓力( (巖石的抗拉強(qiáng)度巖石的抗拉強(qiáng)度) )。一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識2、相關(guān)壓力概念、相關(guān)壓力概念一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識裂縫閉合壓力（靜）裂縫延伸壓力（靜）壓力時間排量不變，提高砂比，壓力升高反映了正常的裂縫延伸凈裂縫延伸壓力管內(nèi)摩阻地層壓力（靜）破裂前置液攜砂液裂縫閉合加砂停泵baa致密巖石b微縫高滲巖石FECS2、相關(guān)壓力概念、相關(guān)壓力概念PF破裂壓力 PE 延伸壓力 PS 地層壓力一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識3 3、破裂模式裂縫延伸準(zhǔn)則、破裂

8、模式裂縫延伸準(zhǔn)則1 1）裂縫破裂模式）裂縫破裂模式一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識3 3、破裂模式裂縫延伸準(zhǔn)則、破裂模式裂縫延伸準(zhǔn)則2 2）裂縫延伸準(zhǔn)則）裂縫延伸準(zhǔn)則一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識4 4、壓裂液、壓裂液1 1）概念）概念 壓裂液是為造縫與攜砂使用的液體，是水力壓裂的關(guān)鍵組成部分。壓裂液是為造縫與攜砂使用的液體，是水力壓裂的關(guān)鍵組成部分。2 2）壓裂液分類及作用）壓裂液分類及作用 壓裂液是一個總稱，根據(jù)其在壓裂過程中的任務(wù)不同可分為壓裂液是一個總稱，根據(jù)其在壓裂過程中的任務(wù)不同可分為前置液前置液、攜砂液和頂替液。攜砂液和頂替液。u前置液前置液：作用是破裂地層并造

9、成一定幾何尺寸的裂縫以備后面的攜砂作用是破裂地層并造成一定幾何尺寸的裂縫以備后面的攜砂液進(jìn)入，它還起到一定的降溫作用。有時為了提高前置液的工作效率，液進(jìn)入，它還起到一定的降溫作用。有時為了提高前置液的工作效率，在一部分前置液中加細(xì)砂以堵塞地層中的微隙，減少液體的濾失。在一部分前置液中加細(xì)砂以堵塞地層中的微隙，減少液體的濾失。u攜砂液攜砂液：作用是將支撐劑帶入裂縫中并將砂子放到預(yù)定位置上去。在作用是將支撐劑帶入裂縫中并將砂子放到預(yù)定位置上去。在壓裂液的總量中，這部分占的比重較大。有造縫及冷卻地層的作用。壓裂液的總量中，這部分占的比重較大。有造縫及冷卻地層的作用。u頂替液頂替液：作用是打完攜砂液后

10、，用于將井筒中全部攜砂液替入裂縫中。作用是打完攜砂液后，用于將井筒中全部攜砂液替入裂縫中。一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識4 4、壓裂液、壓裂液2 2）壓裂液分類及作用）壓裂液分類及作用u水基壓裂液水基壓裂液 水基壓裂液主要是用水溶脹性聚合物作為成膠劑，制成能懸浮支撐水基壓裂液主要是用水溶脹性聚合物作為成膠劑，制成能懸浮支撐劑的稠化溶液，具有粘度高、摩阻低及懸砂能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。劑的稠化溶液，具有粘度高、摩阻低及懸砂能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：但熱穩(wěn)定性和機(jī)械剪切穩(wěn)定性較差。為了克服這一缺點(diǎn)，又發(fā)缺點(diǎn)：但熱穩(wěn)定性和機(jī)械剪切穩(wěn)定性較差。為了克服這一缺點(diǎn)，又發(fā)展了交鏈壓裂液和延遲交鏈壓裂液。展了交鏈壓

11、裂液和延遲交鏈壓裂液。u 油基壓裂液油基壓裂液 a.a.礦場原油或煉廠粘性成品油礦場原油或煉廠粘性成品油 b.b.稠化油稠化油 ，稠化油，稠化油 = =油（原油、汽油、柴油、煤油、凝析油油（原油、汽油、柴油、煤油、凝析油 ）+ +稠稠化劑（脂肪酸鋁皂、磷酸酯鋁鹽化劑（脂肪酸鋁皂、磷酸酯鋁鹽 ）u 酸基壓裂液酸基壓裂液 用植物膠或纖維素稠化酸液得到稠化酸或用非離子型聚丙烯酰胺在用植物膠或纖維素稠化酸液得到稠化酸或用非離子型聚丙烯酰胺在濃鹽酸溶液中，以甲醛交鏈而得到酸凍膠。濃鹽酸溶液中，以甲醛交鏈而得到酸凍膠。酸基壓裂液適宜于碳酸鹽類油氣層的酸壓。酸基壓裂液適宜于碳酸鹽類油氣層的酸壓。一、一、水力

12、壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識4 4、壓裂液、壓裂液2 2）壓裂液分類及作用）壓裂液分類及作用u 濾失少濾失少 壓裂液的濾失性主要取決于它的粘度與造壁性，粘度高則濾失少。壓裂液的濾失性主要取決于它的粘度與造壁性，粘度高則濾失少。在壓裂液中添加防濾失劑，能改善造壁性并大大減少濾失量。在壓裂液中添加防濾失劑，能改善造壁性并大大減少濾失量。u 懸砂能力強(qiáng)懸砂能力強(qiáng) 壓裂液的懸砂能力主要取決于粘度，壓裂液只要有足夠高的粘壓裂液的懸砂能力主要取決于粘度，壓裂液只要有足夠高的粘度，砂子即可完全懸浮，這對砂子在縫中分布是非常有利的。度，砂子即可完全懸浮，這對砂子在縫中分布是非常有利的。u 摩阻低摩阻低 壓裂液

13、的摩阻愈小則在設(shè)備功率一定的條件下，利用造縫的有效功壓裂液的摩阻愈小則在設(shè)備功率一定的條件下，利用造縫的有效功率愈大。摩阻過高不僅降低了有效功率的利用，且由于井口壓力過高，排量降率愈大。摩阻過高不僅降低了有效功率的利用，且由于井口壓力過高，排量降低。低。u 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 壓裂液應(yīng)具有熱穩(wěn)定性，不能由于溫度的升高而使粘度有較大的降壓裂液應(yīng)具有熱穩(wěn)定性，不能由于溫度的升高而使粘度有較大的降低；液體還應(yīng)有抗機(jī)械剪切的穩(wěn)定性，不因流速的增加而發(fā)生大幅度的降解。低；液體還應(yīng)有抗機(jī)械剪切的穩(wěn)定性，不因流速的增加而發(fā)生大幅度的降解。u 配伍性配伍性 壓裂液進(jìn)入地層后與各種巖石礦物及流體相接觸，不應(yīng)產(chǎn)生不利于

14、壓裂液進(jìn)入地層后與各種巖石礦物及流體相接觸，不應(yīng)產(chǎn)生不利于油氣滲濾的物理油氣滲濾的物理化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)。u 低殘渣低殘渣 要盡量降低壓裂液中水不溶物的數(shù)量，以免降低巖石及填砂裂縫的要盡量降低壓裂液中水不溶物的數(shù)量，以免降低巖石及填砂裂縫的滲透率。滲透率。u 易反排易反排 施工結(jié)束后大部分注入液體反排出井外，排液愈完全，效果愈好。施工結(jié)束后大部分注入液體反排出井外，排液愈完全，效果愈好。u 貨源廣貨源廣 便于配制，價錢便宜。便于配制，價錢便宜。一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識5 5、支撐劑、支撐劑1 1）概念）概念 層形成裂縫后,由攜砂液輸送、攜帶充填至裂縫中的具有一定強(qiáng)度與圓球度的固

15、體顆粒。2 2）作用）作用 泵注停止且縫內(nèi)液體排出后保持裂縫處于張開狀態(tài)，地層流體可通過支撐劑由裂縫流向井底。3 3）支撐劑分類）支撐劑分類按其力學(xué)性質(zhì)分為兩大類 脆性支撐劑脆性支撐劑(如石英砂、玻璃珠等)，特點(diǎn)是硬度大，變形小韌性支撐劑韌性支撐劑(如核桃殼、鋁球等)，特點(diǎn)是變形大，承壓面積隨之加大，高壓下不易破碎。 一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識5 5、支撐劑、支撐劑 4 4）支撐劑要求）支撐劑要求粒徑均勻。粒徑均勻。支撐劑粒徑均勻可提高支撐劑的承壓能力及滲透性。目前使支撐劑粒徑均勻可提高支撐劑的承壓能力及滲透性。目前使用的支撐劑直徑多半是用的支撐劑直徑多半是0.420.420.8

16、4mm(400.84mm(402020目目) )，有時也用少量直徑為，有時也用少量直徑為0.840.842mm(202mm(201010目目) )的。的。強(qiáng)度高。強(qiáng)度高。支撐劑組成不同，其強(qiáng)度也不同，強(qiáng)度越高，承壓能力越大。支撐劑組成不同，其強(qiáng)度也不同，強(qiáng)度越高，承壓能力越大。雜質(zhì)含量少。雜質(zhì)含量少。壓裂砂中的雜質(zhì)是指混在砂中的碳酸鹽、長石、鐵的氧化壓裂砂中的雜質(zhì)是指混在砂中的碳酸鹽、長石、鐵的氧化物及粘土等礦物質(zhì)。常用酸溶解度來衡量存在于壓裂砂中的碳酸鹽、長物及粘土等礦物質(zhì)。常用酸溶解度來衡量存在于壓裂砂中的碳酸鹽、長石和氧化鐵含量；用濁度來衡量存在于壓裂砂中的粘土、淤泥或無機(jī)物石和氧化鐵含

17、量；用濁度來衡量存在于壓裂砂中的粘土、淤泥或無機(jī)物質(zhì)微粒的含量。質(zhì)微粒的含量。 主講提綱主講提綱四、壓后管理評價四、壓后管理評價一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識二、壓裂儲層評價二、壓裂儲層評價三、壓裂設(shè)計優(yōu)化三、壓裂設(shè)計優(yōu)化二、壓前儲層評價二、壓前儲層評價1 1、儲層地質(zhì)特征分析、儲層地質(zhì)特征分析1 1）地質(zhì)沉積及韻律特征）地質(zhì)沉積及韻律特征 主要從沉積相及沉積微相來分析。結(jié)合物源的方向，從宏觀上掌握主要從沉積相及沉積微相來分析。結(jié)合物源的方向，從宏觀上掌握砂體在平面上的巖性、物性分布情況。結(jié)合就地應(yīng)力的方位，如裂縫走砂體在平面上的巖性、物性分布情況。結(jié)合就地應(yīng)力的方位，如裂縫走向與砂

18、體巖性及物性變好的方向一致，對壓裂的效果就非常有利，此時向與砂體巖性及物性變好的方向一致，對壓裂的效果就非常有利，此時可根據(jù)儲層的有效滲透率大小定性確定施工規(guī)模的大小。如砂體分布不可根據(jù)儲層的有效滲透率大小定性確定施工規(guī)模的大小。如砂體分布不連續(xù)的透鏡狀儲層，如通過長縫連成一體，也可望獲得理想的增產(chǎn)效果連續(xù)的透鏡狀儲層，如通過長縫連成一體，也可望獲得理想的增產(chǎn)效果。 其次，小層在縱向上的分布特點(diǎn)及巖性、物性差異也須值得關(guān)注。其次，小層在縱向上的分布特點(diǎn)及巖性、物性差異也須值得關(guān)注。如小層縱向上分布集中，巖性、物性差異較小，可統(tǒng)一作為壓裂對象。如小層縱向上分布集中，巖性、物性差異較小，可統(tǒng)一作為

19、壓裂對象。 另外，地層沉積的韻律特征也同樣值得關(guān)注。一般而言，反韻律儲另外，地層沉積的韻律特征也同樣值得關(guān)注。一般而言，反韻律儲層對壓裂較為有利，而正韻律或復(fù)合韻律油層就不太適合。但如見到注層對壓裂較為有利，而正韻律或復(fù)合韻律油層就不太適合。但如見到注水效果，韻律油層都沒有非韻律油層理想的含量。水效果，韻律油層都沒有非韻律油層理想的含量。 砂泥巖組合特征及開發(fā)現(xiàn)狀分析砂泥巖組合特征及開發(fā)現(xiàn)狀分析二、壓前儲層評價二、壓前儲層評價1 1、儲層地質(zhì)特征分析、儲層地質(zhì)特征分析2 2）剩余油分布集中區(qū)）剩余油分布集中區(qū) 陸相沉積的特點(diǎn)就是儲層的縱橫向非均質(zhì)性較強(qiáng)。即使在一次采油陸相沉積的特點(diǎn)就是儲層的縱

20、橫向非均質(zhì)性較強(qiáng)。即使在一次采油期，在縱向上也存在產(chǎn)出較少而地層壓力系數(shù)相對較高的潛力層；如儲期，在縱向上也存在產(chǎn)出較少而地層壓力系數(shù)相對較高的潛力層；如儲層的連通性相對較好，則在二次采油期，潛力層產(chǎn)出及注入量都較小。層的連通性相對較好，則在二次采油期，潛力層產(chǎn)出及注入量都較小。因此，即使全井的綜合含水率較高，有的甚至達(dá)因此，即使全井的綜合含水率較高，有的甚至達(dá)80%80%以上，但仍可對其潛以上，但仍可對其潛力層進(jìn)行分層壓裂，并達(dá)到增油降水的顯著效果。力層進(jìn)行分層壓裂，并達(dá)到增油降水的顯著效果。3 3）物質(zhì)基礎(chǔ)與能量基礎(chǔ)）物質(zhì)基礎(chǔ)與能量基礎(chǔ) 壓裂要有效，首先必須有物質(zhì)前提，也就是剩余可采儲量的

21、多少。壓裂要有效，首先必須有物質(zhì)前提，也就是剩余可采儲量的多少。 能量基礎(chǔ)就是目前儲層壓力系數(shù)的高低。礦場經(jīng)驗(yàn)表明，壓力系數(shù)過能量基礎(chǔ)就是目前儲層壓力系數(shù)的高低。礦場經(jīng)驗(yàn)表明，壓力系數(shù)過高或過低都難以獲得理想的增產(chǎn)效果。一般而言，壓力系數(shù)以高或過低都難以獲得理想的增產(chǎn)效果。一般而言，壓力系數(shù)以0.7-1.30.7-1.3范范圍為好。圍為好。砂泥巖組合特征及開發(fā)現(xiàn)狀分析砂泥巖組合特征及開發(fā)現(xiàn)狀分析二、壓前儲層評價二、壓前儲層評價2 2、儲層敏感性分析、儲層敏感性分析 速敏評價實(shí)驗(yàn)速敏評價實(shí)驗(yàn)二、壓前儲層評價二、壓前儲層評價2 2、儲層敏感性分析、儲層敏感性分析酸敏評價實(shí)驗(yàn)酸敏評價實(shí)驗(yàn)主講提綱主講

22、提綱四、壓后管理評價四、壓后管理評價一、一、水力壓裂基礎(chǔ)知識水力壓裂基礎(chǔ)知識二、壓裂儲層評價二、壓裂儲層評價三、壓裂設(shè)計優(yōu)化三、壓裂設(shè)計優(yōu)化三、優(yōu)化壓裂設(shè)計三、優(yōu)化壓裂設(shè)計1 1、需收集的資料、需收集的資料井身結(jié)構(gòu)、套管、油管及井口狀況井身結(jié)構(gòu)、套管、油管及井口狀況 包括井口裝置的規(guī)范、井身結(jié)構(gòu)、井下管柱（套管、油管），油套管包括井口裝置的規(guī)范、井身結(jié)構(gòu)、井下管柱（套管、油管），油套管尺寸、鋼級、抗拉、抗內(nèi)壓、抗外擠及下深等，水泥返深、固井質(zhì)量等。尺寸、鋼級、抗拉、抗內(nèi)壓、抗外擠及下深等，水泥返深、固井質(zhì)量等。井下工具井下工具 井下工具的名稱、尺寸、耐溫耐壓、位置及工作原理等井下工具的名稱、尺

23、寸、耐溫耐壓、位置及工作原理等射孔參數(shù)射孔參數(shù) 射孔井段，彈型號，孔密、孔徑、相位等。射孔井段，彈型號，孔密、孔徑、相位等。主要資料主要資料三、優(yōu)化壓裂設(shè)計三、優(yōu)化壓裂設(shè)計2 2、壓裂設(shè)計所需參數(shù)、壓裂設(shè)計所需參數(shù) 壓裂目的層及鄰層的厚度及其橫向展布；壓裂目的層及鄰層的厚度及其橫向展布；壓裂目的層的滲透率和孔隙度大小及其鄰層巖石力學(xué)特性；壓裂目的層的滲透率和孔隙度大小及其鄰層巖石力學(xué)特性；巖石力學(xué)特性包括應(yīng)力大小、楊氏模量、泊松比、斷裂韌性；巖石力學(xué)特性包括應(yīng)力大小、楊氏模量、泊松比、斷裂韌性；天然裂縫的發(fā)育及分布；天然裂縫的發(fā)育及分布；斷層的發(fā)育及分布；斷層的發(fā)育及分布；巖性及礦物組成和儲層

24、敏感性；巖性及礦物組成和儲層敏感性；儲層流體特性；儲層流體特性；壓裂液性能；壓裂液性能； 壓裂液的類型、流變性能、耐溫耐剪切性能、濾失性能、摩阻壓裂液的類型、流變性能、耐溫耐剪切性能、濾失性能、摩阻及對巖心的傷害等。及對巖心的傷害等。支撐劑特性；支撐劑特性； 支撐劑的類型、粒徑范圍、密度、圓度、球度、抗破碎率等物支撐劑的類型、粒徑范圍、密度、圓度、球度、抗破碎率等物理性能，酸溶解度等化學(xué)性能及不同閉合壓力下的導(dǎo)流能力和滲透理性能，酸溶解度等化學(xué)性能及不同閉合壓力下的導(dǎo)流能力和滲透率等。率等。三、優(yōu)化壓裂設(shè)計三、優(yōu)化壓裂設(shè)計2 2、壓裂設(shè)計主要內(nèi)容、壓裂設(shè)計主要內(nèi)容 2.2.1 1、壓裂設(shè)計儲層

25、保護(hù)原則、壓裂設(shè)計儲層保護(hù)原則2.2.2 2、設(shè)計優(yōu)化思路、設(shè)計優(yōu)化思路2.2.3 3、裂縫長度的確定、裂縫長度的確定2.2.4 4、平均砂比確定、平均砂比確定2.2.5 5、前置液量確定、前置液量確定2.2.6 6、施工排量的優(yōu)化、施工排量的優(yōu)化2.2.7 7、泵注程序優(yōu)化、泵注程序優(yōu)化2.2.8 8、壓裂液優(yōu)化、壓裂液優(yōu)化2.2.9 9、注入方式優(yōu)化、注入方式優(yōu)化2.2.1010、壓裂井段優(yōu)化、壓裂井段優(yōu)化三、優(yōu)化壓裂設(shè)計三、優(yōu)化壓裂設(shè)計2 2、壓裂設(shè)計主要內(nèi)容、壓裂設(shè)計主要內(nèi)容 1 1）以預(yù)防為主，解堵為輔）以預(yù)防為主，解堵為輔地層損害常常是不可逆的；地層損害常常是不可逆的；解堵?lián)p害困難

26、、成本高、效果差；解堵?lián)p害困難、成本高、效果差；2 2）盡可能不讓入井流體進(jìn)入或少進(jìn)入油氣層）盡可能不讓入井流體進(jìn)入或少進(jìn)入油氣層入井流體進(jìn)入后可能造成地層巖石或流體復(fù)雜的物理化學(xué)變化；入井流體進(jìn)入后可能造成地層巖石或流體復(fù)雜的物理化學(xué)變化；入井流體返排常常困難；入井流體返排常常困難；3 3）進(jìn)入的流體應(yīng)與儲層巖石或流體配伍；）進(jìn)入的流體應(yīng)與儲層巖石或流體配伍； 壓裂措施在改善儲層滲透性的同時也不可避免對儲層產(chǎn)生了傷害壓裂措施在改善儲層滲透性的同時也不可避免對儲層產(chǎn)生了傷害, ,壓壓裂改造對儲層傷害主要表現(xiàn)以下方面裂改造對儲層傷害主要表現(xiàn)以下方面: :液鎖液鎖( (降低油水界面張力降低油水界面

27、張力) )、壓裂液、壓裂液殘渣殘渣( (優(yōu)選壓裂液優(yōu)選壓裂液) )、水敏、水敏( (加粘土穩(wěn)定劑加粘土穩(wěn)定劑) )、乳化、乳化( (防乳化劑防乳化劑) )、固相侵入、固相侵入( (支撐劑優(yōu)選支撐劑優(yōu)選) )。2.2.1 1、壓裂設(shè)計儲層保護(hù)原則、壓裂設(shè)計儲層保護(hù)原則三、優(yōu)化壓裂設(shè)計三、優(yōu)化壓裂設(shè)計2 2、壓裂設(shè)計主要內(nèi)容、壓裂設(shè)計主要內(nèi)容 2.22.2、設(shè)計優(yōu)化思路、設(shè)計優(yōu)化思路三、優(yōu)化壓裂設(shè)計三、優(yōu)化壓裂設(shè)計2 2、壓裂設(shè)計主要內(nèi)容、壓裂設(shè)計主要內(nèi)容 2.22.2、設(shè)計優(yōu)化思路、設(shè)計優(yōu)化思路a.a.根據(jù)增產(chǎn)要求確定裂縫長度和導(dǎo)流能力；根據(jù)增產(chǎn)要求確定裂縫長度和導(dǎo)流能力；b. b. 預(yù)選施工排

28、量、前置液量和攜砂液量；預(yù)選施工排量、前置液量和攜砂液量；c. c. 計算動態(tài)裂縫幾何尺寸；計算動態(tài)裂縫幾何尺寸；d. d. 支撐劑在裂縫中的運(yùn)移與分布，確定支撐裂縫幾何尺寸；支撐劑在裂縫中的運(yùn)移與分布，確定支撐裂縫幾何尺寸；e. e. 計算支撐裂縫長度和導(dǎo)流能力以及增產(chǎn)倍比；計算支撐裂縫長度和導(dǎo)流能力以及增產(chǎn)倍比；f. f. 如果滿足增產(chǎn)要求則結(jié)束，否則重選液量、砂量，返回（如果滿足增產(chǎn)要求則結(jié)束，否則重選液量、砂量，返回（c c）重）重新計算。新計算。三、優(yōu)化壓裂設(shè)計三、優(yōu)化壓裂設(shè)計2.32.3、裂縫長度的確定、裂縫長度的確定 u低滲層低滲層（K10K20高1520中1015中510低10

29、0高10010中101低10.1低0.1特低排驅(qū)壓力 MPa3飽和度中值壓力MPa10最大孔喉半徑 m1010553315.03.05.0-2.04.0-6.02.0大油嘴若不能自排要及時采取有效措施助排。若不能自排要及時采取有效措施助排。酸壓井排液要做好排液前有害氣體防護(hù)及相關(guān)安全保護(hù)措施酸壓井排液要做好排液前有害氣體防護(hù)及相關(guān)安全保護(hù)措施。四、壓后管理評價四、壓后管理評價1 1、排液及助排、排液及助排2 2）氣舉快速返排）氣舉快速返排 氣舉排液理論是在氣舉采油理論基礎(chǔ)上的進(jìn)一步發(fā)展和延伸，是氣舉排液理論是在氣舉采油理論基礎(chǔ)上的進(jìn)一步發(fā)展和延伸，是以較低的井口注氣壓力，充分利用氣體的膨脹能和

30、舉升效率，以較短以較低的井口注氣壓力，充分利用氣體的膨脹能和舉升效率，以較短的時間來達(dá)到排空井筒液體和地層滯留的壓裂殘液為目的。氣舉排液的時間來達(dá)到排空井筒液體和地層滯留的壓裂殘液為目的。氣舉排液過程類似于氣舉采油卸載過程，但同氣舉采油相比，二者存在一定的過程類似于氣舉采油卸載過程，但同氣舉采油相比，二者存在一定的相同點(diǎn)，同時在實(shí)質(zhì)上存在很大差異。相同點(diǎn)，同時在實(shí)質(zhì)上存在很大差異。四、壓后管理評價四、壓后管理評價1 1、排液及助排、排液及助排3 3）氣舉助排）氣舉助排 氣舉技術(shù)特點(diǎn)：氣舉技術(shù)特點(diǎn)：u 可實(shí)現(xiàn)壓裂氣舉排液一趟管柱，壓裂后即可以實(shí)施快速返排，簡可實(shí)現(xiàn)壓裂氣舉排液一趟管柱，壓裂后即可

31、以實(shí)施快速返排，簡 化了作業(yè)工序，縮短壓裂液在地層的滯留時間化了作業(yè)工序，縮短壓裂液在地層的滯留時間, ,避免傷害地層；避免傷害地層；u 使用多級氣舉閥，可有效降低深井排液啟動壓力，避免或減少回使用多級氣舉閥，可有效降低深井排液啟動壓力，避免或減少回壓過高對地層造成的傷害；壓過高對地層造成的傷害；u 承壓能力高，過流通徑大，配套壓裂管柱不形成節(jié)流；承壓能力高，過流通徑大，配套壓裂管柱不形成節(jié)流；u 返排速度快，全井返排時間為返排速度快，全井返排時間為4 48 8小時；返排液量大可一次性返小時；返排液量大可一次性返排至井底；排至井底；u 配套設(shè)備少，工藝簡單可靠。配套防硫工具，可在含硫油井中安配

32、套設(shè)備少，工藝簡單可靠。配套防硫工具，可在含硫油井中安全應(yīng)用。全應(yīng)用。四、壓后管理評價四、壓后管理評價1 1、排液及助排、排液及助排3 3）氣舉助排）氣舉助排 氣舉快速返排技術(shù)應(yīng)用效果：氣舉氣舉快速返排技術(shù)應(yīng)用效果：氣舉排液技術(shù)，氣舉排液工具承壓達(dá)排液技術(shù)，氣舉排液工具承壓達(dá)100 100 MPaMPa，可實(shí)現(xiàn)壓裂、排液、完井一趟管，可實(shí)現(xiàn)壓裂、排液、完井一趟管，排液速度快，極大的減少油層傷害，排液速度快，極大的減少油層傷害，大幅度提高作業(yè)效果。大幅度提高作業(yè)效果。一級氣舉排液閥二級氣舉排液閥三級氣舉排液閥封隔器油層四、壓后管理評價四、壓后管理評價1 1、排液及助排、排液及助排4 4）液氮助排）液氮助排 利用氮?dú)飧綦x、降濾及增能助排功能，在壓裂時注一定量的前利用氮?dú)飧綦x、降濾及增能助排功能，在壓裂時注一定量的前置液氮或與前置液和攜砂液混注，實(shí)現(xiàn)壓后壓裂液快速返排，減少置液氮或與前置液和攜砂液混注，實(shí)現(xiàn)壓后壓裂液快速返排，減少壓裂液對儲層及支撐裂縫導(dǎo)流能力的傷害。壓裂液對儲層及支撐裂縫導(dǎo)流能力的傷害。四、壓后管理評價四、壓后管理評價2 2、裂縫評價、裂縫評價水力壓裂效果評價的意義水力壓裂效果評價的意義: : 評價的結(jié)果可以驗(yàn)證或修正水力壓裂中使用的模型、選擇壓裂